自1991年丹麥興建世界上第一個海上風電場以來，歐洲海上風電裝機容量不斷增加，技術水平也隨之不斷提高，目前已經在全球同行中處于領先地位。在發展替代能源和應對氣候變化相關政策的推動下，國內的海上風電項目也呈蓄勢待發之勢。

　　瑞能北方風電設備有限公司（以下簡稱“瑞能公司”）技術部電氣工程師譚鳳軍認為，與傳統的陸上風電項目相比，海上風電項目優勢明顯。“海上風電資源豐富，適合大型風力發電機組的運行；同時，海上空間廣闊，發展潛力巨大；另外，由于沿海地區經濟較發達，用電量較大，海上風電容易就近消納，無需遠距離輸送。”譚鳳軍解釋道。

　　隨著海上風場的數量不斷增加，風場位置將極有可能處于距離海岸越來越遙遠的遠海地區，所以，風機的可靠性、安全性、防腐蝕性等因素變得更加重要。譚鳳軍介紹，作為風電設備供應商，瑞能公司越來越頻繁地聽到用戶對于風機可靠性的迫切需求。“所以，作為自動化產品的用戶，我們對于自動化產品的要求也是以滿足風機可靠性為前提的。同時，變槳控制系統、狀態監控系統等在風電項目的應用將更為廣泛。”譚鳳軍說道。

　　自動化產品如何滿足海上風電機組需求？

　　與陸上風場相比，海上風場更難接近，這就直接導致停機時間與更換、維修成本成為比實際備件成本更關鍵的因素。同時，由于運營商希望獲得更大產能，那么風機系統就不得不向更大規格發展。但在獲得更大產能的同時，運營商不得不承受損失更大的故障風險。所以，可靠性已經成為風機正常運行的重要指標。

　　為使風機的可靠性增強，自動化產品必須具備防腐蝕、防鹽霧、防潮濕、防霉菌的特性，譚鳳軍認為這是應用在海上風電項目上自動化產品的基本要求。同時，他還指出，若要提升自動化產品的可靠性，必要的冗余設計十分重要。“一種方式是提高安全系數，另一種方式是對一些部件進行備份，在部件發生故障后，備份部件可以代替原來的部件繼續運行。這有效地降低了運營風險與維修成本。”譚鳳軍總結道。

　　變槳控制系統如何選擇？

　　在2010年北京國際風能大會暨展覽會上，SSB公司展示了自主研發的大功率變槳系統，這也將應用于上海電氣3.6MW的海上風機。譚鳳軍認為，這是變槳控制技術的又一次升級。那么這是否意味著電氣變槳系統會在海上風電項目上占據更大的市場份額呢？

　　據譚鳳軍介紹，目前在風機制造市場上，電氣變槳系統與液壓控制系統都有應用。“采用電氣變槳控制系統，不會出現液壓油泄露的情況，所以這種系統不會造成高溫液壓油系統帶來的環境污染問題，其能耗或能源浪費也比液壓變槳控制系統少。同時，電動變槳控制系統比液壓變槳控制系統更節能，因為液壓變槳控制系統需要泵時刻運轉，以使系統保持高油溫，并隨時準備讓槳葉開始轉動。”但他也指出，電動變槳控制系統中的安全電池或電容器是它的弱點，尤其在海上惡劣的環境下，如何保持電池不受腐蝕也至關重要。所以，目前到底哪種變槳控制系統更好還沒有明確的答案，用戶需要根據自身的實際需要來做決定。

　　狀態監控系統應用將更加普遍

　　據了解，截至2020年，中國將興建七個風力發電基地，每個基地的發電能力均能達到10kW以上。其中兩個基地位于內蒙古，所以風機將要在嚴寒的冬季與多沙塵的春季保持穩定運行。其實，在世界范圍內，這樣的情況不勝枚舉。所以，越來越多的風電運營商普遍認為惡劣環境條件下，風機更需要狀態監控。因為風機大多位于風速極強、環境惡劣的環境中，發生故障的幾率很高。

　　由于風機設備尺寸不斷增大，一旦發生故障，運營商將要蒙受巨大的經濟損失與昂貴的維修費用；同時，海上風機不易接近、維護成本高；另外，國內的新風場大多位于氣候條件惡劣的偏遠地方，風場的規模也相應增大——這些因素都助推著風電行業狀態監控系統市場的發展與成熟。“狀態監測系統的確可以為風機的安全運行提供一種可靠的監測方式，讓我們對一些不安全因素提前做出判斷。我們也在積極響應市場需求，今年在山東的風電場，已經個別使用了狀態監控系統。”譚鳳軍說道。

　　風電行業自動化產品的發展趨勢

　　國內海上風機應用的廣闊前景為風機制造企業帶來了新的發展機遇，而質量好、運營經驗豐富的機型將成為業主的首選機型。但譚鳳軍指出，海上輸電問題、海上防腐蝕的措施以及臺風的影響仍然制約著海上風電項目的發展，并考驗著風機制造商的設計能力。那么自動化廠商應如何應對呢？譚鳳軍說：“自動化產品將在風電機組中廣為應用。安全始終是電力系統的頭等大事，所以評價自動化產品是否適合在風電行業應用的重要指標之一就是安全性能；同時，自動化系統的防腐性、可靠性，以及智能化水平也是風機控制系統首要考慮的問題；自動化產品的系統化、大型化、網絡化是風電機組的基本要求，這也必將促進風電機組性能的不斷提高。”

　　在陸上風電項目中，風電機組發展的大型化是必然趨勢，據譚鳳軍介紹，目前隨著IECⅠ類風場資源的減少，IEC Ⅱ、IEC Ⅲ類風機將有更好的市場前景。同時，隨著風電規模的擴大，風電并網標注將越來越嚴格，風電機組對電網的適應性要求也將進一步提高。那么，應用在這些領域的自動化產品勢必要具有更強的可靠性與穩定性。